反馈控制恒流限流器包括数字开/关控制

限流电路通常是最昂贵的部分需要保护电路等瞬态电流峰值,这发生在电源驱动一个大电容性负载,一个感应电动机h桥开始,或限流器电路驱动功率发光二极管。

这种通用的高侧限流器采用基于一般过程控制原理的负反馈控制(图1)．图2演示了一个实际的实现。在这里，被控制的过程是输出电流，它与输入电流的值非常接近。通过检测电阻R1进行测量。它的值定义了设定值(最大允许的电流)。

PNP晶体管Q1代表控制器，而它的集电极电流I_cq1是控制信号p。电阻R3和p通道MOSFET Q2共同构成控制元件。重要的是要强调，在输入电流达到设定值电流之前，控制器不会对控制元件执行任何动作(控制信号p为零)。

晶体管Q2在上电时不导电，直到输入电压达到v_gs阈值电压，对于大多数mosfet是3到5 V，进一步增加输入电压完全打开Q2。因此，假设输入电流尚未达到设定值电流，Q2可以作为开关。TheV_gs电压受到齐纳二极管D1的选择的限制，在这个特殊的设计中，D1是7.5 V。

选择的PNP晶体管(MMBTA92)有一个V_是阈值电压约0.56 V。R1等于0.56 Ω，这将电流限制设置为1 A。当R1上的电压超过0.56 V或输入电流超过1a时，Q1开始导电。它的集电极电流开始流过R3。

基于V_gs= 7.5 - r3 × I_cq1，任何增加集电极电流Q1(控制信号p)都会降低电压V_gs然后降低Q2的输出电流，从而降低R1上的电压。这就完成了负反馈循环。需要注意的是，在控制模式(I_cq1> 0)， Q2工作在主模式。因此，有必要观察所选MOSFET的安全操作区域(SOA)。

齐纳二极管D1的电压需要大于要求的V_gs电压，对应于最大(限)输出电流。R3决定了控制元件的灵敏度。虽然较高的值会使控制回路更灵敏，但这也会增加回路增益，这可能会导致在设定值附近的振荡。根据经验确定的值R3 = 10 kΩ为在设定值附近输出电流无振荡的最佳值。

添加一个小型固态继电器直接从微控制器引脚驱动，允许限制功能的外部ON/OFF控制。光电耦合器mosfet U1 (AQV414)是一种常闭器件，当数字控制输入低时保持Q2关闭，当数字控制输入高时允许Q2导电。作为预防措施，电阻R4确保栅源Q2的电容在电路断电时完全放电，但在使用U1时是没有必要的。

这个设计思路是一个更复杂的驱动电路的一部分，它为串联的led(三个10-W led)提供48v驱动和高达1a的电流。然而，该应用不仅限于指定的电流和电压，因为通过选择合适的p通道MOSFET在其SOA中工作，输入电压可以达到数百伏特。

还有Uzelac是亚特兰大乔治亚理工学院的博士后，在塞尔维亚贝尔格莱德大学电气工程学院获得物理学博士学位和电气工程硕士学位。可以联系到他ilija.uzelac@physics.gatech.edu．